灰鑄鐵性能提高的有效措施

  鑄鐵中含有強度和硬度都很低的石墨。石墨破壞了材料的連續性和整體性，使其斷裂性能和變形的介質不同于鋼，并導致力學性能出現一些*的變化規律。

    鑄鐵的力學性能受一系列因素的影響。石墨的形態、數量和分布，基體組織的類型，化學成分、分布狀態及鑄件成型工藝和處理過程都有一定的影響。

    抗拉強度是衡量鑄鐵基本力學性能的主要指標。

    灰鑄鐵強度由基體金屬強度和石墨存在狀態共同決定。石墨周圍的應力集中效應以及石墨對基體連續性的破壞削弱了鑄鐵的強度。灰鑄鐵具有類似于鋼的基體金屬，但其拉伸性質與碳鋼有明顯的差別。

    灰鑄鐵的應力-應變曲線只在低應力范圍內顯示彈性變形特征。應力提高后曲線斜率不斷變化表明已經偏離胡克定律。斷裂直接發生在最高的應力點。形成這種應力-應變關系特征的主要原因在于低應力作用下，石墨和金屬基體不同程度分離，石墨的腔體隨之擴大，形成較大的應變量。石墨周邊應力集中而產生的局部塑性變形對總變形量有一定的影響。但是比較微小。

    石墨體積增大或石墨片體加長都將導致灰鑄鐵斷裂強度下降。試驗表明，基體組織相同、石墨尺寸為0.05-0.3mm的灰鑄鐵抗拉強度隨石墨尺寸增加而接近線性下降；片狀石墨體積分數增加時，抗拉強度隨之下降。在石墨體積分數相近的情況下，A型石墨對基體的削弱作用最小。

    對于非合金灰鑄鐵來說，采用孕育處理產生細小的A型石墨+細珠光體基體是提高灰鑄鐵強度的基本途徑。

    在諸多影響灰鑄鐵強度的因素中，化學成分是主要因素，其中碳硅含量尤為重要。為了提高灰鑄鐵的強度，在考慮鑄件模數和避免出現白口后選用較低的碳當量值，低碳當量有助于促進鐵水共晶過冷，細化石墨，提高基體中珠光體含量。

    碳和硅以不*相同的方式影響鑄鐵的強度。碳含量高，增加石墨量，促進石墨片體粗化，奧氏體枝晶量相對減少，抗拉強度下降。在碳當量不變的情況下，提高硅含量，碳含量相對降低，石墨量相應減少，初生奧氏體量增加。溶入鐵素體的硅有強化作用，有利于提高鑄鐵強度。但是硅能提高共析轉變溫度，使珠光體粗化。綜合而言，在低碳當量時提高硅碳比，而在碳當量較高時降低硅碳比，都能促使灰鑄鐵抗拉強度的提高。過低的硅碳比容易使鑄件產生白口，應做好孕育處理。

硬度是鑄鐵工作性能的基本指標之一，而且它也反映材料的強度、耐磨性和可切削性的優劣。工業上常以硬度為衡量灰鑄鐵鑄件質量的一項關鍵指標。灰鑄鐵的布氏硬度值與抗拉強度之間處在一定的關系。

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　　　　　　　　　2022年8月15目